实验二、数据预处理实习二、数据预处理一、预处理简介ERDAS IMAGING数据预处理模块是由一组实用的图像数据处理工具构成，包括生成单值图像（Creat New Image）、三维地形表面（Create Surface）、图像分幅裁剪（Subset Image）、图像几何校正（Image Geometric Correction）、图像拼接处理（Mosaic Images）、非监督分类（Unsupervised Classification）、以及图像投影变换（Reprojection Images）等，主要是根据工作区域的地理特征和专题信息提取的客观需要，对数据输入模块中获取的IMG图像文件进行范围调整、误差校正、坐标转换等处理，以便进一步开展图像解译、专题分类等分析研究。
数据预处理模块简称Data Preparation或DataPrep，可以通过两种途径启动：ERDAS图标面板菜单条：Main→Data Preparation→Data Preparation菜单（图2.1）ERDAS图标面板工具条：点击DataPrep 图标→Data Preparation菜单（图2.1）图2.1 DataPreparation菜单从图2.1可以看出，ERDAS IMAGIMG数据预处理模块包括了7项主要功能，其中第一项功能（生成单值图像）比较简单，第六项功能（非监督分类）将在图像分类中进行说明。
下面将主要介绍其余五项功能，重点是图像几何校正和图像拼接处理，因为这两项操作是从事遥感应用研究必须开展的基本工作过程。
二、三维地形表面（3D Surfacing）三维地形表面工具允许用户在不规则空间点的基础上产生三维地形表面，所支持的输入数据类型包括：ASCII码点文件、ArcInfo的Coverage点文件和线文件，ERDAS IMAGING 的注记数据层，以及栅格图像文件IMG。
所有输入数据必须具有X、Y、Z值，三维地形表面工具所应用的TIN插值方法，所输出的是一个连续的栅格图像文件。
每一个已知的空间点在输出的地形表面上保持Z值不变，而没有Z值的空间点，其输出表面的Z值是基于TIN 其周围的已知点插值计算获得的。
在三维地形表面工具中提供了两种TIN插值方法：线性插值（Linera）与非线性插值（non-linear）。
线性插值方法是应用一次多项式方程进行计算，输出的TIN三角面是一些有棱角的平面；非线性插值方法应用五次多项式方程进行计算，输出的是平滑表面，这种情况下，TIN 三角面不是一个平面，而是具有弹性的曲面。
线性插值方法速度快但结果简单，而非线性插值方法产生基于不规则分布数据集的非常连续的、圆滑的表面结果。
1.启动三维地形表面（Surfacing Create Surface）ERDAS 图标面板菜单条：Main→Data Preparation菜单→选择Create Surface→打开3D Surfacing对话框（图2.2）ERDAS 图标面板工具条：点击Data Pre图标，打开Data Preparation菜单→选择Create Surface→打开3D Surfacing对话框（图2.2）3D Surfacing对话框由菜单条（Menu Bar）、工具条（Tool Bar）和数据表格（Data CellArray）组成。
菜单条主要由文件操作（File）、数据表操作（Row）和表面生成（Surface）菜单组成，而工具条则由读取数据（Read Point）文件、保存数据文件（Save Point）和生成地形表面（Perform Surfacing）图标组成。
图2.2 3D Surfacing对话框（读入数据之后）2.定义地形表面参数（Defining Surface Parameters）3D Surfacing对话框菜单条：File Read 打开Read Point对话框（图2.3）图2.3 Read Point对话框在Read Point 对话框中需要定义下列参数：→数据源文件类型（Source File Type）：ASCII File→数据源文件名称（Source File Name）：Inpts.dat→OK（关闭Read Points对话框）→打开Import Options对话框（图2.4）在Import Options栏目，需要定义下列参数：→选择字段类型（Field Type）：Delimited by Separation（分割字符）→选择分割字符（Separation Charactor）：Comma（逗号分割）图2.4 Import Options 对话框（Field Definition栏目）→每行结束字符（Row Terminator Charactor）：Return New Line（DOS）→确定跳过几行（Number of Rows to Skip）：0（从头读）→点击Input Preview标签，进入Input Preview栏目（图2.5）从Import Options对话框显示的原始数据可知，数据文件中的数据记录方式是一行一个点，每一行数据包括点号、X坐标、Y坐标、Z 坐标（高程值）四个字段，其中点号在此处读入数据时不需要，因此，必须在Import Options 对话框的Colum Mapping中确定X、Y、Z与数据文件中字段的对应关系：→Output Column Name：X对应Input Field Number：2→Output Column Name：Y对应Input Field Number：3→Output Column Name：Z对应Input Field Number：4→OK（关闭Import Options对话框，读入数据）→数据读到3D Surfacing Data CellArray中（图2.2）图2.5 Import Options对话框（Input Preview栏目）如果需要，可以将读入的数据保存为ERDAS的Annotation Layer或ArcInfo的Coverage文件：3D Surfacing dialog菜单：File → Save as →Save as对话框（图2.6）→确定输出文件类型（Output File Type）：Point Coverage确定输出文件名（Save as ArcInfo）：testpoint图2.6 Save as对话框3.生成三维地形表面（Creating 3D Surface）3D Surfacing对话框菜单条：Surface →Surfacing→打开Surfacing对话框（图2.7）3D Surfacing对话框工具条：点击Perform Surfacing图标→打开Surfacing对话框（图2.7）图2.7 Surfacing对话框在Surfacing对话框中需要设置下列参数：→输出文件名称（Output File）：testsurface.img→表面插值方法（Surfacing Method）：Linear Rubber Sheeting→输出文件范围（Output Corners）：自动读取ULX、ULY、LRX、LRY→输出像元大小（Output Cell Size）：X：30/Y：30→输出像元形状：Square Cells→输出图像背景值（Background Value）：0→输出统计忽略值（Ignore Zero in Output Stats）：0→输出数据类型（Output Data Type）：Unsigned 16 bit→OK（关闭Surfacing对话框，执行地形表面过程）2.显示三维地形表面（Display 3D Surface）由三维地形表面过程生成的图像文件，就是ERDAS系统的DEM文件，DEM文件常常用于三维图像（Image Drape）的显示或虚拟地理信息系统（Virtual GIS）操作。
所以，可以在Viewer 视窗中打开曲面所生成的地形表面文件testsurface.img文件，显示其二维平面效果或通过Image Info查看其定量信息，也可以在其上叠加对应的具有相同投影系统的图像文件，显示其三维立体效果。
三、图像分幅裁剪（Subset Image）在实际工作中，经常需要根据研究工作范围对图像进行分幅裁剪，按照ERDAS实现图像分幅裁剪的过程，可以将图像分幅裁剪分为两种类型：规则分幅和不规则分幅。
1.规则分幅裁剪（Rectangle Subset Image）规则分幅是指裁剪图像的边界范围是一个矩形，通过左上角和右下角两点的坐标，就可以确定图像的裁剪位置，整个裁剪过程比较简单。
ERDAS 图标面板菜单条：Main→Data Preparation →Data Preparation菜单（图2.1）→选择Subset Image→开Subset Image对话框（图2.8）ERDAS 图标面板工具条：点击Data Prep 图标→打开Data Preparation菜单（图2.1）→选择Subset Image→打开Subset Image对话框（图2.8）图2.8 Subset Image对话框在Subset Image对话框中需要设置下列参数：→输入文件名称（Input File）：Lanier.img→输出文件名称（Output File）：Lanier_sub.img→坐标类型（Coordinate Type）：File→裁剪范围（Subset Definition）：输入ULX、ULY、LRX、LRY→输出数据类型（Output Data Type）：Unsigned 8 bit→输出统计忽略零值：Ignore Zero in Output Stats→输出像元波段（Select Layers）：1:7（表示选择从第一波段到第七波段）2 ,3,2（表示选择2，3，2四个波段）→OK（关闭Subset Image对话框，执行图像裁剪）说明：①在上述图像裁剪过程中，裁剪范围是通过直接输入左上角坐标和右下角坐标定义的。
此外，还可以通过两种方式定义裁剪范围：其一是应用查询框（Inquire Box），然后在Subset Image对话框中选择From Inquire Box功能；其二是应用AOI，然后在Subset Image对话框中选择AOI功能，打开AOI对话框，并确定AOI 区域来自图像视窗即可。
②输出波段的选择：一种是用冒号表示从第几波段到第几波段，另外一种是用逗号隔开表示仅仅选择这几个波段。
2.不规则分幅裁剪（Polygon Subset Image）不规则分幅裁剪是指裁剪图像的边界范围是个任意多边形，无法通过左上角和右下角两点的坐标确定图像的裁剪位置，而必须事先生成一个完整闭合多边形区域，可以是一个AOI多边形，也可以是ArcInfo的一个Polygon Coverage。